（常熟安通林汽車飾件有限公司，江蘇 常熟 215500）

早期階段的汽車以汽油機(jī)帶動(dòng)齒輪并借助鏈條將動(dòng)力轉(zhuǎn)送至后軸，經(jīng)差速器控制車輛，隨著世界上動(dòng)力系統(tǒng)的快速發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)了以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中核心是變速器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩顯著提高。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器是現(xiàn)階段汽車領(lǐng)域常用的傳統(tǒng)方式，在汽車動(dòng)力控制方面具有良好的應(yīng)用應(yīng)用效果[1]。

鑒于此，本文以金屬帶式無(wú)級(jí)變速器為研究對(duì)象，并對(duì)其傳動(dòng)性能進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，為推動(dòng)金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展提供參考。

1 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的組成單元

該類變速器是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和金屬帶、調(diào)速裝置、加壓等部件組成，其中前兩者是金屬帶式無(wú)級(jí)變速器傳統(tǒng)系統(tǒng)的主要組成部分。金屬帶一般位于主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪之間的V型槽內(nèi)，二者以齒合的方式連接兩組帶輪。

眾所周知，主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間的中心距離是相對(duì)固定的，而活動(dòng)錐輪的軸向移動(dòng)是連續(xù)的，因此可以借助活動(dòng)錐輪的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器屬于機(jī)械摩擦式無(wú)級(jí)變速器，動(dòng)力的傳輸集中于主動(dòng)帶輪上，借助與位于V型槽內(nèi)的金屬帶之間的摩擦力推動(dòng)金屬片向前運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可以根據(jù)連續(xù)變化產(chǎn)生壓推力。隨著金屬帶逐漸減薄，金屬帶的重量也明顯降低，傳統(tǒng)系統(tǒng)的傳統(tǒng)性能也顯著提升，對(duì)外在的承載能力明顯升高。此外，隨著金屬帶減薄，重量減輕，傳統(tǒng)過(guò)程中的噪聲也顯著降低。金屬鋼環(huán)組的主要作用是引導(dǎo)V型金屬片運(yùn)動(dòng)，對(duì)金屬帶提供附加張力。帶輪結(jié)構(gòu)是金屬帶無(wú)級(jí)變速器的關(guān)鍵部件，包含了主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪，為了避免金屬帶偏斜等問題的出現(xiàn)，可以借助曲母線帶輪錐面解決。

2 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)性能分析

2.1 傳統(tǒng)效率計(jì)算方式

優(yōu)化后的金屬帶式變速器中的主動(dòng)帶輪的輸入軸距是固定的，標(biāo)記為R1，此時(shí)的轉(zhuǎn)角速度設(shè)定為μ1，而從動(dòng)帶輪的輸入軸距標(biāo)記為R2，相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角速度表示為μ2，二者之間具有R1·μ1·K·K1=R2·μ2的變化關(guān)系，若將從動(dòng)帶輪的傳動(dòng)速率標(biāo)記為V，將裝置中的損耗率極為T，則變速器的傳動(dòng)效率可以表述為P=（R2·V2）/（R1·V1·T）[2]。因此，在下文的計(jì)算過(guò)程中以上述兩個(gè)計(jì)算方式為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化后的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)性能分析。

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)介

在進(jìn)行分析金屬帶式無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)性能過(guò)程中要確保不同實(shí)驗(yàn)條件下的輸入傳動(dòng)速度和速度比例是一定的，即基礎(chǔ)條件必須保持一致，僅改變單一對(duì)比參數(shù)，如軸距等參數(shù)的改變，可以獲得不同條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中制定了3個(gè)實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)條件1和實(shí)驗(yàn)條件2為一組對(duì)比組，實(shí)驗(yàn)條件1和實(shí)驗(yàn)條件3為另一對(duì)照組，前者保持傳動(dòng)速比i為特定值，本文選用0.9，改變傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速，實(shí)驗(yàn)條件1的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速為1100r·min-1，而實(shí)驗(yàn)條件2的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速為1395r·min-1；后者保持傳動(dòng)轉(zhuǎn)速為特定值，本文選用1100r·min-1，改變實(shí)驗(yàn)條件3的速比i為0.7。

2.3 實(shí)驗(yàn)所用帶式無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)組成

無(wú)級(jí)變速器沒有固定的檔位，他的傳送比是連續(xù)變化的，一般由符合型金屬材料制作而成，具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，導(dǎo)致所需要的傳動(dòng)功能需求較大。金屬帶盡可能的減薄，可以有效的降低金屬帶的質(zhì)量，提高傳動(dòng)效率，并且確保鋼帶輪具有更好的靈活性能[3]。在剛帶輪扎那尕設(shè)計(jì)輔助的支撐零部件可以有效的解決帶輪主向傳動(dòng)力引起剛帶輪容易彎折等問題。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

本文以前文實(shí)驗(yàn)條件為基礎(chǔ)進(jìn)行了傳動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)分析，得出無(wú)級(jí)變速器的輸入轉(zhuǎn)矩為137.26N·m，輸入轉(zhuǎn)速為1200.56r·min-1，輸出轉(zhuǎn)矩為154.37r·min-1，輸入轉(zhuǎn)速為1045.35r·min-1，最終的傳動(dòng)效率可達(dá)97%；機(jī)械變速器的輸入轉(zhuǎn)矩為114.98N·m，輸入轉(zhuǎn)速為1056.22r·min-1，輸出轉(zhuǎn)矩為141.89r·min-1，輸入轉(zhuǎn)速為958.98r·min-1，最終的傳動(dòng)效率可達(dá)94%；自動(dòng)變速器的輸入轉(zhuǎn)矩為139.76N·m，輸入轉(zhuǎn)速為1078.56r·min-1，輸出轉(zhuǎn)矩為137.75r·min-1，輸入轉(zhuǎn)速為1000.57r·min-1，最終的傳動(dòng)效率可達(dá)83%。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，優(yōu)化后的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)性能遠(yuǎn)高于自動(dòng)變速器，略高于機(jī)械變速器，而加速性能明顯升高。因此，金屬帶式無(wú)級(jí)變速器具有更高的傳動(dòng)性能，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。此外，使用優(yōu)化后的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器，可以顯著的增強(qiáng)汽車的穩(wěn)定性和耐磨性，并有效的降低了汽車噪聲問題，加之該變速器的制作成本更低，因此具有更為廣闊的應(yīng)用前景[2]。將金屬帶式無(wú)級(jí)變速器應(yīng)用于汽車行業(yè)，顯著的提高了汽車的變化速度，使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)動(dòng)速度下獲得更高的傳動(dòng)速度，有效的減少了廢氣中污染物質(zhì)的含量，有助于推動(dòng)城市環(huán)保等。由此可知，金屬帶式無(wú)級(jí)變速器具有較高的傳動(dòng)性能，顯著的降低了傳動(dòng)噪音，且具有制作成本低等特點(diǎn)，因此，可以在汽車等領(lǐng)域大力推廣使用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，金屬帶式無(wú)級(jí)變速器是現(xiàn)代汽車領(lǐng)域常用的變速器，因其具有較高的傳動(dòng)性能、低的傳動(dòng)噪音、制作成本低等特點(diǎn)而具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性更高，沒有變化掛擋等沖擊性作用。

研究表明，優(yōu)化后的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)性能遠(yuǎn)高于自動(dòng)變速器，略高于機(jī)械變速器，而加速性能明顯升高，本文的研究成果對(duì)推動(dòng)新型汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了一定的幫助。